智能化变电站IEC61850原始报文的分析与研究

摘要：为了提高智能变电站调试过程中解决问题的速度，本论文将IEC61850原始报出详细的解析，从而帮助智能站调试中问题的查找。结果表明，本论文提出的报文分析方法符合现场情况，为智能化变电站的调试带来的很大的方便从而提高智变电站的调试效率。

关键词：智能变电站 报文抓取数据集引用名 控制块

中图分类号：TM63 文献标识码：A

1 引言

与常规变电站相比，智能站是一个高度集成的系统，智能站中通过光纤数据网将全站的智能设备联系起来，但这些智能设备一般属于不同厂家，与常规变电站相比，智能变电站的调试工作相当复杂，尤其是智能化需要大量的配置文件以及配置工具，所以在智能站的调试中不仅要考虑个体智能设备的问题还要统筹兼顾，作为调试人员必须了解各个智能设备存在的问题，当发现一个问题时如何定位是哪个设备的问题，因此掌握IEC61850报文的分析是确定问题根源的最根本方法。

2 原始报文的解析

下面一帧IEC61850报文是抓取自主变中压侧后备保护动作跳中压侧母联1和中压侧分段1断路器的GOOSE报文，我们通过对原始报文的解析得到这一帧报文的具体内容，其原始报文如图1。

图1：IEC61850原始报文

我们用十六进制顺序对每一个功能块进行标注，主要的功能解析如下：

0000—0005： Destination（组播地址）

0006—000B：Source（源地址）

000C—000D: Type（以太类型），即抓取报文的格式，一般为IEC61850标准格式

000E—000F：AppID（应用标识），要抓包设备控制块的AppID，可以在SCL工具的Subnetwork1_GOOSE中看出，每个控制块对应一个唯一的APPID

0010—0011：PDU lenggth（PDU长度）

0012—0013：Reserved1（保留1）

0014—0015：Reserved2（保留2）

001C—0033：Control Block Reference（控制块引用名）

0036—0037：Time allowed to Live（msec）（信息有效时间（微妙）），表示这一帧报文信息的有效保持时间

003A—004E：DataSet Reference（数据集引用名），这一功能表示的是GOOSE控制的名称，可以在SCD中占到相应的控制块

0051—0068：GOOSEID，这一段代码表示该保护包含上送信号的数据集名称以及数据的逻辑节点

006B—0073：Event Timestamp（时标），表示这一帧信息上传的时间，为报文带上时间标志，有助于故障分析

0075：StateNumber（状态变化序号），就是上传数据的改变状态，通俗讲就是只有在发一组数据时才会增加一次状态，如果没有数据的改变，则一直保持这个状态

0078：Sequence Number（传送序号），每个状态发送的次数，如果在没有变位的情况下，则这个序号一直增加

007B：Test（测试位），发送的数据是否带有检修标志，False表示不带检修，True表示带检修

007E：Config Revision（配置版本号），该配置的版本，一般不需要配置版本

0081：Needs Commissioning（需要测试）

0084：Number Dataset Entries（数据个数），该数据集中一共发送的数据个数，此个数和SCD中数据集发送的个数一一对应

0087—0101：Data（所有数据信息），这里信息的顺序和描述均和SCD中的数据顺序和描述一致。

这里要说明的是前面的编号并不是每个报文都是固定的，每个保护对应的序列号是不一样的，但是报文中也显示了功能块到底有多少位，如80 18，这里的18就表示这个功能块的位数。其他功能块的长度也是通过这样来看的。

3 报文内容的ASCLL码转换

GOOSE报文中控制块引用名、数据集引用名以及GOOSEID需要将十六进制代码先换算成ASCLL码，通过ASCLL码转换才能解析出我们需要的信息，如控制块名称、数据集名称等，如图1为十六进制代码转换表。

图2：ASCLL码转换表

4 报文内容的解析

通过转换及对原始报文的分析，我们可以明显的看懂这一帧报文的具体含义，下面我们就将图1所抓取的原始报文的各个功能块的含义列罗出来，具体含义见表1：

表1：IEC61850原始报文含义解析表

我们可以根据这些信息去查找变位信息所在位置，通过P_01TPI/LLN0$GO$GOCBTrip我们可以找出它多对应的保护装置是P_01T，对应的逻辑节点是PI，通过P_01TPI/LLN0$dsGOOSE1我们得出它的所在是数据集是dsGOOSE1，通过P_01TPI/LLN0$GO$GOCBTrip我们可以确定它的最终位置GOCBTrip 。

5 报文内容的查找

通过分析我们得到报文的目标地址01 0c cd 01 00 01，控制块名称为GOCBTrip，用SCL打开SCD文件，对照抓取到的报文，在配置文件的Communication—SubNetWork1_GOOSE—P_01T中找出相应的GOOSE控制块名称以及MAC地址（如图2的实线方框内的内容）。

图3：GOOSE控制块及MAC地址

通过上面的步骤找出相应的控制块名称和MAC地址后，在根据报文里面的数据地址P_01TPI/LLN0$GO$GOCB

Trip，到对应智能设备P_01T（集成商定义的设备名称）的Date Set选择LD为PI然后点击的GOOSE获得相应的所有信息。这里的数据个数和数据顺序和报文里面的数据个数和数据顺序一一对应，找到原始报文的变位后在这里找到相应的数据描述，从而知道该帧报文的具体含义，如在报文中我们找到的第9和第11个数据发生变位，对图4中的第9和第10个信息，从而得出该帧报文的具体内容为跳中压侧断路器和跳中压侧母联。

图4：报文变位对应的SCD内容

6 总结

在不借用外部工具情况下分析IEC61850报文，提高了智能化变电站报文分析的速度，在宁夏智能电网中第一次提出用原始报文来获取报文的内容的方法，提高调试人员的技能水平，为现场处理问题提供了理论依据。

参考文献：

[1]刘振亚.智能电网技术[M].中国电力出版社，2010

[2]高翔，张沛超.数字化变电站系统结构[M]. 华北电力出版社，2006年12月.

[3]王义梅.电网继电保护应用[M].电网技术出版社，2000年6月.

[4]王鹏，张贵新，李莲子，朱小梅，罗承沐.电子式互感器误差分析[J].清华大学学报（自然科学版）.2007,47(7):1105-1108

[5]张沛超，高翔.数字化变电站系统结构[J].电网技术，2006,30(24)：73-77

[6]赵丽君，席向东.数字化变电站应用技术.电力自动化设备，2008，24(5)：118-121

作者简介：

蒙飞（1987-）男 助理工程师 大学本科 从事电力系统继电保护技术工作

王栋（1986-）男 助理工程师 大学本科 从事电力系统继电保护技术工作

何彦昊（1978-）男 电力工程工程师 大学本科 从事电力系统继电保护技术工作